Орнитологи выяснили, почему колибри из клады пчелок (Mellisugini), как правило, мельче самок. Оказалось, что причина в половом отборе: более мелкие самцы этих птиц чаще взмахивают крыльями, что позволяет им исполнять более впечатляющие брачные полеты и привлекать самок. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Behavioral Ecology.
Самцы птиц обычно крупнее самок, однако из этого правила есть целый ряд исключений. Например, самцы хищных пернатых, как правило, уступают самкам в размерах. Предполагается, что это позволяет снизить конкуренцию между полами. Кроме того, самцы птиц могут становится мельче самок в результате полового отбора. Как показало недавнее исследование, проведенное на манакинах (Pipridae), у тех видов этих птиц, для которых характерны сложные демонстрации с воздушными элементами, самцы весят меньше самок, чтобы танцевать быстрее и маневреннее. Ранее похожие закономерности были описаны для некоторых куликов и дроф.
Орнитологи Шон Уилкокс (Sean C. Wilcox) и Кристофер Кларк (Christopher J. Clark) из Калифорнийского университета в Риверсайде обратили внимание, что самцы мелких видов колибри (Trochilidae) также нередко уступают самкам в размерах. При этом, в соответствии с так называемым правилом Ренча, у более крупных видов этих птиц самцы, напротив, крупнее самок. Особенно ярко данная закономерность проявляется в кладе пчелок (Mellisugini) в которую входят самые мелкие колибри и самые мелкие птицы в мире. Только у двух самых крупных видов этой группы — калипты Анны (Calypte anna) и оазисного колибри (Rhodopis vesper) — самцы крупнее самок. У остальных 35 видов самцы мельче самок.
Уилкокс и Кларк предложили, что мелкие размеры, характерные для мужских особей колибри из группы пчелок, могут быть результатом полового отбора. Дело в том, что самцы этих птиц привлекают потенциальных партнерш воздушными танцами, которые состоят из пикирования на высокой скорости и челночных полетов вокруг самки с распушенным оперением на горле. Во время таких демонстраций колибри-самцы взмахивают крыльями быстрее обычного. Согласно гипотезе авторов, мелким самцам брачные танцы даются проще, что могло стимулировать уменьшение их размеров.
Чтобы проверить эту идею, авторы собрали сведения о массе, длине крыльев, киля (к которому крепятся грудные мышцы) и клюва, а также частоте взмахов крыльев у 92 видов колибри, включая 30 представителей клады Mellisugini. Для колибри из группы пчелок также была учтена максимальная частота взмахов крыльями во время ухаживаний.
Оказалось, что во время обычных полетов самцы из клады Mellisugini взмахивают крыльями быстрее, чем самцы других видов колибри. Например, у самцов колибри-пчелок (Mellisuga helenae), самых маленьких птиц в мире, частота взмахов составляет 66,8 герца, у трех видов более крупных эльфов из рода Chaetocercus — 93,9, 96,6 и 99,1 герца соответственно. Для сравнения, прежде рекордсменом по частоте взмахов крыльями во время обычного полета считался аметистовый колибри (Calliphlox amethystina), который также принадлежит к группе пчелок. Представители этого вида во время обычного полета взмахивают крыльями с частотой до 80 герц. Во время воздушных танцев самцы колибри из клады пчелок взмахивают крыльями еще быстрее. Самцы эквадорских эльфов (Chaetocercus berlepschi) во время пикирования способны на несколько секунд развивать частоту до 132 герц, а самцы аметистовых колибри более тридцати секунд подряд поддерживают частоту в 112 герц. Вероятно, эти значения близки к физиологическим пределам скорости сокращения мышц.
Сопоставив полученные данные с информацией о филогенетическом положении исследованных видов, авторы пришли к выводу, что в кладе Mellisugini частота взмахов крыльями эволюционировала быстрее, чем у других колибри (p<0,0001). Кроме того, по сравнению с самцами других видов колибри представители группы пчелок обладают самыми короткими крыльями относительно массы тела. На самок эта закономерность не распространяется. В то же время относительная длина клюва и киля у пчелок-самцов не отличаются от типичных колибри.
Уилкокс и Кларк также выявили значительные анатомические различия между самцами и самками колибри из клады Mellisugini. Самцы этих птиц — не просто уменьшенные версии самок, они также отличаются более короткими крыльями и более длинным килем (p<0,0001 и p<0,0001 соответственно). Несмотря на то, что мужские особи пчелок, как правило, мельче женских, киль у них длиннее не только относительно массы тела, но и в абсолютном выражении. Это подтверждает, что мелкие размеры самцов-пчелок лучше объясняются половым, а не естественным отбором.
Дополнительный анализ показал, что частота взмахов крыльями у самцов колибри-пчелок во время ухаживаний отрицательно коррелирует с длиной крыльев и положительно — с длиной киля. Таким образом, самцы из клады Mellisugini действительно уменьшаются в размерах, чтобы чаще взмахивать крыльями во время брачных танцев. Альтернативное объяснение, согласно которому мелкие размеры позволяют самцам выигрывать воздушные бои с конкурентами за счет повышенной маневренности, авторы не считают убедительным.
Около двадцати процентов взрослых самок колибри ошейниковых якобинов (Florisuga mellivora) окрашены как самцы. Орнитологи выяснили, что эта особенность обеспечивает им привилегированный доступ к пище. Скромно окрашенных самок часто прогоняют с цветков и кормушек сородичи или колибри других видов, однако яркие самки благодаря сходству с самцами реже становятся жертвам подобной агрессии и могут кормиться чаще и дольше.
